氧化钨光催化剂

三氧化钨光催化剂

光催化是近年来发展的新领域，目前有许多的半导体材料被当做光催化剂，用于水分解。WO₃中的钨离子由于存在氧缺位而出现部分的W⁶⁺还原成为W⁵⁺离子，氧缺位影响三氧化钨晶型和能级结构，从而影响了光催化性能。非化学计量WO_3-x表现n型半导体行为，禁带宽度为2.4~2.8ev，这也使得它的光催化性能由于其他的半导体材料。

在波长大于330nm紫外光辐射下，Fe2+/Fe3+电解质体系中，WO₃粉体催化光解水产氧气速率为1220umol/g/h。420nm可见光辐射下，产氧速率也达到了320umol/g/h。当WO₃中的钨离子由于存在氧缺位而出现部分的W⁶⁺还原成为W⁵⁺离子时，发生了电致变色效应，材料的颜色相应地由浅黄色变为浅绿色。通过外部离子和电子对WO₃材料的可逆注入，使得W⁶⁺离子和W⁵⁺离子相互转换，在这方面的应用有材料的着色和消色。

三氧化钨的分子式为WO₃，分子量为231.85。WO₃的分子式相当的简单，但是它的物理性质却十分复杂。满足化学计量比且无任何杂质的三氧化钨应该是无色透明的绝缘体，但是通常WO₃中的氧的含量并不满足严格的化学计量比，因为在制备中难以控制氧含量，加之其他的复杂因素，所以WO_3-x的型式来表示。1959年，Sawada和Danielson报道了WO₃单晶上进行的电阻率测量的电阻率结果p=1.7×10-1Ω·cm。1983年Sahle 和Nygren报道了WO_3-x（0≤y≤0.28）系列单晶的电导率测量。

随着对三氧化钨的电学性质的研究，我们可以发现，对于WO_3-x单晶，其电学性能随其结构和含氧量的变化可以分别呈现金属或者半导体。铁电行为是WO₃材料的一个极为重要的电学性质。WO₃晶体是一种铁电材料，其铁电温度是Tc=-40℃